C#泛型約束之派生約束怎么用

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C# 泛型約束中的派生約束使用 C# 泛型，編譯器會(huì)將一般代碼編譯為 IL，而不管客戶端將使用什么樣的類型實(shí)參。因此，一般代碼可以嘗試使用與客戶端使用的特定類型實(shí)參不兼容的一般類型參數(shù)的方法、屬性或成員。這是不可接受的，因?yàn)樗喈?dāng)于缺少類型安全。在 C# 中，您需要通知編譯器客戶端指定的類型必須遵守哪些約束，以便使它們能夠取代一般類型參數(shù)而得到使用。存在三個(gè)類型的約束。派生約束指示編譯器一般類型參數(shù)派生自諸如接口或特定基類之類的基類型。默認(rèn)構(gòu)造函數(shù)約束指示編譯器一般類型參數(shù)公開了默認(rèn)的公共構(gòu)造函數(shù)（不帶任何參數(shù)的公共構(gòu)造函數(shù)）。引用/值類型約束將一般類型參數(shù)約束為引用類型或值類型。一般類型可以利用多個(gè)約束，您甚至可以在使用一般類型參數(shù)時(shí)使 IntelliSense 反射這些約束，例如，建議基類型中的方法或成員。

C# 泛型約束中派生約束實(shí)例演示及使用方法：

在 C# 2.0 中，可以使用 where 保留關(guān)鍵字來定義約束。在一般類型參數(shù)中使用 where 關(guān)鍵字，后面跟一個(gè)派生冒號(hào)，以指示編譯器該一般類型參數(shù)實(shí)現(xiàn)了特定接口。例如，以下為實(shí)現(xiàn) LinkedList 的 Find() 方法所必需的派生約束：

public class LinkedList where K : IComparable  {     T Find(K key)     {        Node current = m_Head;        while(current.NextNode != null)        {           if(current.Key.CompareTo(key) == 0)                            break;           else                                  current = current.NextNode;        }        return current.Item;      }     //Rest of the implementation   }

您還將在您約束的接口的方法上獲得 IntelliSense 支持。

當(dāng)客戶端聲明一個(gè) LinkedList 類型的變量，以便為列表的鍵提供類型實(shí)參時(shí)，客戶端編譯器將堅(jiān)持要求鍵類型派生自 IComparable，否則，將拒絕生成客戶端代碼。

請(qǐng)注意，即使該約束允許您使用 IComparable，它也不會(huì)在所使用的鍵是值類型（例如，整型）時(shí)，消除裝箱所帶來的性能損失。為了克服該問題，System.Collections.Generic 命名空間定義了一般接口 IComparable：

public interface IComparable   {     int CompareTo(T other);     bool Equals(T other);  }

您可以約束鍵類型參數(shù)以支持 IComparable，并且使用鍵的類型作為類型參數(shù)；這樣，您不僅獲得了類型安全，而且消除了在值類型用作鍵時(shí)的裝箱操作：

public class LinkedList where K : IComparable  {...}

實(shí)際上，所有支持 .NET 1.1 中的 IComparable 的類型都支持 .NET 2.0 中的 IComparable。這使得可以使用常見類型（例如，int、string、GUID、DateTime 等等）的鍵。

在 C# 2.0 中，所有約束都必須出現(xiàn)在一般類的實(shí)際派生列表之后。例如，如果 LinkedList 派生自 IEnumerable 接口（以獲得迭代器支持），則需要將 where 關(guān)鍵字放在緊跟它后面的位置：

public class LinkedList : IEnumerable where K : IComparable  {...}

通常，只須在需要的級(jí)別定義約束。在鏈表示例中，在節(jié)點(diǎn)級(jí)別定義 IComparable 派生約束是沒有意義的，因?yàn)楣?jié)點(diǎn)本身不會(huì)比較鍵。如果您這樣做，則您還必須將該約束放在 LinkedList 級(jí)別，即使該列表不比較鍵。這是因?yàn)樵摿斜戆粋€(gè)節(jié)點(diǎn)作為成員變量，從而導(dǎo)致編譯器堅(jiān)持要求：在列表級(jí)別定義的鍵類型必須遵守該節(jié)點(diǎn)在一般鍵類型上放置的約束。

換句話說，如果您按如下方式定義該節(jié)點(diǎn)：

class Node where K : IComparable  {...}

則您必須在列表級(jí)別重復(fù)該約束，即使您不提供 Find() 方法或其他任何與此有關(guān)的方法：

public class LinkedList where KeyType : IComparable  {     Node﹤KeyType,DataType m_H﹥ead;  }

您可以在同一個(gè)一般類型參數(shù)上約束多個(gè)接口（彼此用逗號(hào)分隔）。例如：

public class LinkedList where K : IComparable,IConvertible  {...}

您可以為您的類使用的每個(gè)一般類型參數(shù)提供約束，例如：

public class LinkedList where K : IComparable         where T : ICloneable   {...}

您可以具有一個(gè)基類約束，這意味著規(guī)定一般類型參數(shù)派生自特定的基類：

public class MyBaseClass  {...}  public class LinkedList where K : MyBaseClass  {...}

但是，在一個(gè)約束中最多只能使用一個(gè)基類，這是因?yàn)?C# 不支持實(shí)現(xiàn)的多重繼承。顯然，您約束的基類不能是密封類或靜態(tài)類，并且由編譯器實(shí)施這一限制。此外，您不能將 System.Delegate 或 System.Array 約束為基類。

您可以同時(shí)約束一個(gè)基類以及一個(gè)或多個(gè)接口，但是該基類必須首先出現(xiàn)在派生約束列表中：

public class LinkedList where K : MyBaseClass, IComparable  {...}

C# 確實(shí)允許您將另一個(gè)一般類型參數(shù)指定為約束：

public class MyClass where T : U   {...}

在處理派生約束時(shí)，您可以通過使用基類型本身來滿足該約束，而不必非要使用它的嚴(yán)格子類。例如：

public interface IMyInterface  {...}  public class MyClass where T : IMyInterface  {...}  MyClass obj = new MyClass();

或者，您甚至可以：

public class MyOtherClass  {...}   public class MyClass where T : MyOtherClass   {...}   MyClass obj = new MyClass();

C# 泛型約束中派生約束需要注意的：

在提供派生約束時(shí)，您約束的基類型（接口或基類）必須與您定義的一般類型參數(shù)具有一致的可見性。例如，以下約束是有效的，因?yàn)閮?nèi)部類型可以使用公共類型：

public class MyBaseClass  {}  internal class MySubClass where T : MyBaseClass  {}

但是，如果這兩個(gè)類的可見性被顛倒，例如：

internal class MyBaseClass  {}  public class MySubClass where T : MyBaseClass  {}

則編譯器會(huì)發(fā)出錯(cuò)誤，因?yàn)槌绦蚣獠康娜魏慰蛻舳硕紵o法使用一般類型 MySubClass，從而使得 MySubClass 實(shí)際上成為內(nèi)部類型而不是公共類型。外部客戶端無法使用 MySubClass 的原因是，要聲明 MySubClass 類型的變量，它們需要使用派生自內(nèi)部類型 MyBaseClass 的類型。

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